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氣力輸送系統中彎管耐磨性的研究

日期:2020-09-20 21:41 關(guān)注:

摘要:在氣力輸送系統在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應用的同時(shí),系統彎管磨損問(wèn)題也引起了人們的關(guān)注?;谶@種情況,本文對氣力輸送系統中彎管的磨損機理進(jìn)行了分析,然后對系統彎管耐磨性的影響因素和增強方法展開(kāi)了研究,以期為關(guān)注這一話(huà)題的人們提供參考。

不同于其他輸送設備,氣力輸送系統依靠空氣進(jìn)行能量傳遞,從而實(shí)現物料的傳送。而采取該種能量傳遞方式,則使物料擁有了一定的移動(dòng)速度,所以容易在通過(guò)彎管的過(guò)程中與內壁發(fā)生碰撞和摩擦,進(jìn)而導致彎管耐磨性受到影響。因此,相關(guān)人員還應加強氣力輸送系統的彎管耐磨性研究,以便尋求方法增強彎管耐磨性,繼而使系統的運行更加可靠。

1.氣力輸送系統中彎管的磨損機理

在氣力輸送系統中,被輸送的物料將在氣流推力和自身重力的作用下通過(guò)彎管。但在通過(guò)時(shí),由于物料運動(dòng)方向將遭到改變,所以其將與彎管發(fā)生數次碰撞,從而導致管壁遭到磨損。從有關(guān)試驗結果來(lái)看,在大曲率半徑彎管中,物料將與管壁發(fā)生猛烈撞擊,并產(chǎn)生較多沖擊點(diǎn),彎頭處則會(huì )出現類(lèi)似磨出的凹坑。在短曲率半徑彎管中,由于轉彎處將堆積大量物料,所以能夠減少物料對管壁的沖擊,進(jìn)而使管內壁得到保護。另外,由于貼近管內壁的物料流動(dòng)速度會(huì )有所減緩,因此管壁的磨損也將得到減弱。由此可見(jiàn),在氣力輸送系統中,彎管磨損主要是由物料的摩擦磨損和沖擊磨損構成。

2.氣力輸送系統中彎管耐磨性研究

2.1影響彎管耐磨性的因素。為研究彎管耐磨性,還要對氣力輸送系統中彎管磨損所受的內外因素展開(kāi)分析。其中,外部因素主要包含氣流速度、料氣比和物料物性,內部因素則包含彎管結構和內壁粗糙度。文章來(lái)自于:www.fredellco.com

2.1.1外部因素。在其他條件相同的情況下,想要減少彎管磨損,還要改變物料撞擊角和碰撞避免的速度。而粒子的速度越大,就會(huì )產(chǎn)生更多的摩擦或撞擊能量,從而導致彎管?chē)乐啬p。如果氣流速度過(guò)低,物料就會(huì )在彎管中沉積,進(jìn)而導致管道堵塞。在氣力輸送系統中,可認為磨損量與輸送氣流速度的3次方成正比,所以氣流越大,物料與管道的接觸頻率也就越高,形成的接觸壓力也越大,從而導致彎管磨損越快。而料氣比為物料質(zhì)量與輸送物料所消耗的空氣質(zhì)量的比值。在料氣比較大的情況下,物料與管壁的碰撞或摩擦次數就越多,從而導致管壁遭到嚴重磨損。此外,物料的物性也會(huì )影響彎管的磨損。比如在物料擁有較大顆粒粒徑或硬度較大,彎管磨損就越嚴重。

2.1.2內部因素。從彎管設計角度來(lái)看,彎管結構與內壁粗糙度都會(huì )對彎管的磨損產(chǎn)生影響。首先,在彎管曲率半與管道直徑的比值較大的情況下,物料容易在通過(guò)彎管時(shí)在內壁上彈跳,從而導致其與彎管劇烈碰撞,并使物料運動(dòng)方向發(fā)生改變。發(fā)生這種碰撞,將導致物料破碎,并產(chǎn)生能量損失,進(jìn)而導致彎管形成磨損點(diǎn)。如果彎管曲率半徑較小,則能夠減少能量損失,進(jìn)而使彎管的磨損得到減輕。其次,在彎管內壁具有較大粗糙度的情況下,彎管內部將產(chǎn)生較大的摩擦阻力。所以在物料通過(guò)的過(guò)程中,將消耗較大的能量,進(jìn)而導致彎管磨損嚴重。再者,在彎管具有較小管徑的條件下,氣流將受到較大的阻力,物料通過(guò)同樣需要耗費較大能量,進(jìn)而導致彎管磨損更加嚴重。此外,在彎管彎曲角較大的情況下,物料通過(guò)彎管需要更長(cháng)時(shí)間,消耗的能量也更大,因此將導致彎管磨損嚴重。

2.2增強彎管耐磨性的方法。結合影響彎管耐磨性的因素,可以采取相應的措施增強彎管的耐磨性。首先,在彎管選材方面,還應選擇耐磨的材料,如金屬陶瓷復合材料,從而使彎管內壁的粗糙度得到降低,進(jìn)而使彎管的磨損得到減少。而在磨損顯著(zhù)的彎頭處,還應進(jìn)行容易更換的襯板的附加,或是增加該部位的厚度。如果使用圓管,可以使用厚壁鋼管或鋼板進(jìn)行彎管的焊接。為方便更換,通常會(huì )使用長(cháng)方形斷面管段。其次,在彎管結構設計方面,還應實(shí)現合理設計。如果采用長(cháng)半徑彎頭,就要將彎管設計成由一個(gè)彎管疊套另一個(gè)彎管的結構,然后利用水泥砂漿進(jìn)行彎管間的孔隙填充,從而使彎管的使用壽命得到延長(cháng)。在彎頭形狀設計方面,可以采用橢圓形彎頭、球形彎頭或一端不通的T 型彎頭。采取這些形狀,能夠使彎管部分的流通斷面得到增大,從而使物料在彎管處停滯,繼而使物料間的相互沖撞得到減少。在橢圓形彎頭中,物料進(jìn)人到放大空間后就會(huì )先擴散然后收縮,并形成流動(dòng)死區,因此不會(huì )直接接觸內壁。此外,如果采用短半徑彎頭,同樣也會(huì )形成一個(gè)物料堆積區,但是卻不會(huì )出現“空腔",所以能夠在預防磨損的同時(shí),減少“返料''情況的發(fā)生。從有關(guān)研究結果來(lái)看,相較于長(cháng)半徑彎頭,短半徑彎頭的耐磨性明顯更好,但稍弱差于T型管彎頭。

彎管的使用,能夠使氣力輸送系統管道更具靈活性,但是也導致了系統容易出現彎管磨損、物料受損和壓力降增加等情況。加強彎管磨損機理和影響因素的分析,并采取措施增強彎管耐磨性,則能使這些情況得到改善。因此,相信本文對氣力輸送系統中彎管耐磨性展開(kāi)的研究,可以為相關(guān)工作的開(kāi)展帶來(lái)啟示。

關(guān)鍵詞:氣力輸送系統;彎管;耐磨性

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